DE1252175B

DE1252175B - Schneckenfilterpresse zum kontinuierlichen Entwässern einer Pulpe aus Holzfasern oder Gemischen aus Abwasserschlamm und Fasern

Info

Publication number: DE1252175B
Application number: DENDAT1252175D
Authority: DE
Inventors: Säffle Oscar Sigurd Johansson Grums Karl-Eric Larsson (Schweden)
Original assignee: Leje & Thurne Aktiebolag, Stockholm
Priority date: 1962-01-19
Publication date: 1967-10-19
Also published as: FI42784B; GB951520A; DK112357B; CH400753A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

BOId

Deutsche Kl.: 12d-13

Nummer: 1 252 175

Aktenzeichen: L 41599 VII b/12 d

Anmeldetag: 29. März 1962 '

Auslegetag: 19. Oktober 1967

Die Erfindung bezieht sich auf Schneckenfilterpressen zum kontinuierlichen Entwässern einer Pulpe aus Holzfasern oder Gemischen aus Abwasserschlamm und Fasern, im wesentlichen bestehend aus einem rohrförmigen Siebmantel und einem sich in Richtung des Feststofftransports anschließenden konisch verjüngten Abschnitt mit einer koaxial im Siebmantel und mindestens im Konus angeordneten Vorschubschnecke, wobei die Austrittsöffnung für den Feststoff unter dem Druck eines federbelasteten Ventils steht.

Hierbei wird der Flüssigkeitsgehalt durch Filtration der Pulpe unter Druck und durch Verdichtung der suspendierten Trockensubstanz zu einer Fibermasse mit gewünschtem Trockenheitsgrad abgeschieden.

Es ist bereits bekannt, die Entwässerung und Verdichtung einer Pulpe mit Hilfe von im wesentlichen zylindrischen Sieben zu erzielen, durch die die Suspension gegen die Wirkung eines am Ausgang des Siebes angeordneten Durchflußwiderstandes hindurchläuft, wobei die teilweise entwässerte Pulpe fortlaufend weiter entwässert und in einem gegen den Ausgang verjüngenden konischen Abschnitt des Siebmantels unter dem Einfluß des im Sieb herrsehenden Betriebsdruckes verdichtet wird. Dabei wird der Druck in bekannter Weise durch eine im Sieb gelagerte Vorschubschnecke erzeugt.

Früher bekannte Filterpressen der genannten Art haben den Nachteil, daß die Masse beim Erhöhen des Ausströmungswiderstandes zwecks Erreichens einer hohen Kompression geneigt ist, einen kompakten Pfropfen im Ende des konischen Abschnittes zu bilden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Leistung von Schneckenfilterpressen dieser Art hinsichtlich der Entwässerung derart zu erhöhen, daß das Produkt am Ausgang des Filters einen höchstmöglichen Trockenheitsgrad aufweist.

Die Erfindung besteht darin, daß sich an den konischen Abschnitt des Siebmantels zwei weitere Konen von jeweils entgegengesetzter Konizität anschließen, so daß der Feststoff vor dem Verlassen der Siebfläche einer Druckverringerung untersteht. Beim Passieren durch diesen doppelkonischen Auslauf wird die Masse zuerst expandiert und dann wieder komprimiert, wobei die Expansion und die Kompression sich in der Hauptsache ausgleichen, so daß die Entwässerung in diesem Auslauf unerheblich wird und im konischen Abschnitt des Siebmantels praktisch genommen abgeschlossen ist. Ein derart ausgebildeter Massenauslauf hat die Wirkung, daß Schneckenfilterpresse zum kontinuierlichen
Entwässern einer Pulpe aus Holzfasern oder
Gemischen aus Abwasserschlamm und Fasern

Anmelder:

Leje & Thurne Aktiebolag, Stockholm

Vertreter:

Dipl.-Ing. F. Reichmann, Patentanwalt,

Erlangen, Anton-Bruckner-Str. 21

Als Erfinder benannt:

Karl-Eric Larsson, Säffle;

Oscar Sigurd Johansson, Grums (Schweden)

Beanspruchte Priorität:

Schweden vom 19. Januar 1962 (623)

die Masse beim Durchgang von dem durch die Vorschubschnecke erzeugten Druck entlastet wird, so daß die Masse erweicht und der Ausströmungswiderstand vermindert wird. Die Druckentlastung hat auch die Wirkung, daß die Abgabe einer weiteren zurückgebliebenen kleinen Menge von Flüssigkeit erleichtert wird, indem die Flüssigkeit durch die Expansion der Masse im inneren konischen Teil freigegeben und dann beim Komprimieren im äußeren konischen Teil ausgetrieben wird.

Um den Reibungswiderstand im letztgenannten Teil zu vermindern, ist er vorzugsweise nicht perforiert, während der innere Teil mit Perforierungen versehen ist, durch welche die Flüssigkeit infolge der Druckerhöhung beim Passieren durch den äußeren konischen Teil ausgepreßt wird.

Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Schneckenpresse gemäß der Erfindung,

F i g. 2 einen Längsschnitt durdh den Endteil des Filtermantels für die Schneckenpresse,

Fig. 3 das Vorschubgetriebe mit einem vom Schneckengang abgesetzten schraubenartigen Teil und

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öffnung umgebenden Teiles 12 bildet einen Ventilsitz für den Ventilkörper 18, wenn er sich im geschlossenen Zustand befindet. Während der Filtration bewirkt der Ventilkörper 18 eine solche Verkleinerung 5 der Auslaßöffnung, daß ein für die Filtration und Verdichtung der Pulpe erforderlicher Gegendruck erzielt wird. Das ausgepreßte Wasser fließt in eine zwischen den Maschinenteilen 10 und 11 angeordnete Wanne 24, die mit einem Abflußrohr 25 verbunden ist.

F i g. 4 den schraubenartigen Teil nach F i g. 3 in
perspektivischer Darstellung.

Die Schneckenfilterpresse besteht aus einem rohrförmigen Gehäuse 1, in dem als Vorschubgetriebe
eine Schnecke 2 gelagert ist. Die Schneckenfilterpresse hat einen zylindrischen Teil und einen aus
drei konischen Mantelabschnitten 3, 4 und 5 bestehenden Endteil, der mit dem zylindrischen Teil
verbunden ist. Die Mantel sind mit Flanschen 6
und 7 versehen, durch die die zylindrischen und ko- io An der Innenseite des zylindrischen Mantelteiles benischen Mantelabschnitte miteinander verbunden findet sich eine Anzahl, beispielsweise vier, in der werden. Am eingangsseitigen Ende des Vorschub- Längsrichtung verlaufender Stäbe 26 od. dgl., die vergetriebes befindet sich ein mit dem zylindrischen hindern, daß die Pulpe durch die Drehung des VorMantel und einer Mantelverschlußplatte 9 verbünde- sdhubgetriebes mit umläuft. Diese Stäbe sind bei der nes Einlaßrohr 8. Die Platte 9 ist an einem Unter- 15 Filtration von gewöhnlicher Faserpulpe nicht erforgestell 10 befestigt. Dieses Untergestell bildet die derlich, sondern nur dann, wenn die Pulpe große eine Seitenwand des die Schneckenfilterpresse tra- Mengen von Abfallprodukten enthält. Die durch die genden Maschinengehäuses. Mit 11 ist die andere Auslaßöffnung 17 herausgepreßte Pulpe fällt auf ein Seitenwand des Gehäuses bezeichnet. Sie ist mit zwischen den Maschinenteilen 11 und 13 angeordeinem am Mantelabschnitt 5 befindlichen ringförmi- 20 netes Förderband 27, das das Material quer zur gen Flansch 12 starr verbunden. Die Seitenwände 10 Richtung der Schneckenfilterpresse abtransportiert, und 11 sind zusammen mit einem Traglager 13 auf Das Vorschubgetriebe wird von einem in der Zeicheiner Grundplatte 14 angeordnet. nung nicht dargestellten Motor angetrieben, der an Die Welle 15 des Vorschubgetriebes liegt mit das Ende 28 des Vorschubgetriebes angeschlossen ist. ihrem einen Ende im Träger 13 und mit dem ande- 25 Über der Filteranlage befindet sich eine Schutzhaube ren Ende im Lager 16. Der konische Mantelteil 3 29. Der Raum zwischen der Haube und der Schnekverjüngt sich, der Mantelteil 4 erweitert sich, und
der Mantelteil 5 verjüngt sich wiederum, jeweils in
Richtung auf den Ausgang der Schneckenfilterpresse.
Der zylindrische Teil des Mantels und ebenso die 30
konischen Mantelteile 3 und 4 sind mit Bohrungen
versehen, durch die das herausgepreßte Wasser abfließen kann. Dagegen hat der mit dem Ausgang 17
verbundene Mantelteil 5 keine Bohrungen. Das Gewinde des Vorschubgetriebes ist an die verschiede- 35 Konzentration der Suspension herbeiführt. Die nen Durchmesser der einzelnen Mantelteile ange- stärkste Entwässerung findet im zylindrischen Teil paßt, so daß es mit geringem Spiel an die inneren des Filters statt. Beim Durchgang durch den koni-Mantelflächen zu liegen kommt. Das äußerste Ende sehen Teil 3 wird die Pulpe auch in radialer Richdes Schraubengewindes liegt im konischen Mantel- tung nach innen zusammengepreßt und weiterhin teil 4. Somit befindet sich kein Gewindeteil inner- 40 entwässert, so daß sie beim Durchgang durch die halb des vom konischen Mantelteil 5 begrenzten Teile 4 und 5 eine kompakte Masse bildet, die durch Raumes. den Axialdruck des Vorschubgetriebes unter Über-Das Material, das aus einer Suspension fester windung des von dem Ventil 18 ausgeübten Gegen-Teilchen, z. B. einer Holzfasersuspension oder einer druckes durch die Auslaßöffnung 17 gepreßt wird. Abfallprodukte enthaltenden Suspension, besteht, 45 Der Entwässerungsprozeß ist im wesentlichen nach wird über das Einlaßrohr 8 eingeführt und mit Hilfe dem Durchgang durch den konischen Teil 3 abgedes Vorschubgetriebes unter ständiger Pressung schlossen. Hier beträgt der Wassergehalt der Pulpe und Entwässerung in Richtung auf den Ausgang des etwa 75%. Durch Regelung des Druckes am Ventil-Filters befördert. Die Entwässerung findet im we- körper 18 kann der Austrittswiderstand so eingestellt senttichen im zylindrischen Teil der Schneckenfilter- 50 werden, daß der für den Entwässerungsprozeß erpresse und im ersten konischen Mantelteil 3 statt, in forderliche Druck aufrechterhalten bleibt. Wenn die dem die Pulpe radial gepreßt wird. Die entwässerte Pulpe den konischen Teil 3 verlassen hat, kann der und zu einer kompakten Pulpe gepreßte Trocken- Preßvorgang in den Teilen 4 und 5 fortgesetzt wersubstanz wird gegen den von einem Ventil 18 er- den, ohne Gefahr zu laufen, daß die Ausgangsöffzeugten Druck durch den Auslaß gezwängt. Dieses 55 nung durch das Zusammenpressen der Pulpe verVentil 18 wird mit entsprechend angepaßtem Druck stopft wird. Wenn die Pulpe in den sich nach außen in Richtung auf das Ende des Mantelteiles 5 und so- erweiternden Mantelteil 4 eindringt, können sich die mit gegen die austretende Trockensubstanz der Fasern der Pulpe wieder ausweiten, wodurch der radiale Pulpe gepreßt. Im vorliegenden Beispiel wird der Druck und der Widerstand gegen die Bewegung in Anpreßdruck pneumatisch erzeugt und mit Hilfe 60 der radialen Richtung verringert werden. Die zwieines Stößels 19 übertragen. Der Stößel 19 ist be- sehen den festen Teilchen mit Flüssigkeit gefüllten weglich im Raum 21 des Zylinders 20 angeordnet Zellen, die durch den Preßdruck im Teil 3 geschlos- und wird durch Druckluft betätigt, die über die Lei- sen wurden, dehnen sich wieder aus, so daß sie mittung 22 zugeführt wird. Der Zylinder 20 ist starr im einander kommunizieren können. Durch das nach-Maschinengehäuse angeordnet derart, daß der Raum 65 folgende Zusammendrücken der Pulpe im Teil 5 21 die Welle 15 des Vorschubgetriebes umgibt. Das wird wieder eine kleine Menge Flüssigkeit heraus-Ventil 18 ist mit dem Stößel 19 durch einen zylin- gepreßt, die nach rückwärts durch die weniger zudrischen Teil verbunden. Der Rand des die Auslaß- sammengedrückten Teile der Pulpe entweichen und

kenfilterpresse kommuniziert mit der Wanne 24.

Die Vorrichtung arbeitet in der nachstehend beschriebenen Weise:

Vor dem Arbeitsbeginn ist die Auslaßöffnung durch das Ventil 18 geschlossen. Die eingeführte Suspension wird durch das rotierende Vorschubgetriebe einem Axialdruck ausgesetzt, der eine Entwässerung und eine sich allmählich verstärkende

durch die Bohrungen im Teil 4 abfließen können. Der durch das Zusammenpressen im konischen TeilS entstandene feste Gegendruck und der durch das Ventil 18 verursachte veränderliche und nachgiebige Druck erzeugen einen geeigneten axialen Gegendruck. Dabei ist jedoch die Konizität des Mantelteiles 5 so bemessen, daß sie kein Verstopfen der Auslaßöffnung 17 bewirken kann. Dies wird auch schon dadurch vermieden, daß der Teil 5 direkt in die Austrittsöffnung mündet, wodurch sich die Pulpenteilchen bei ihrem Austreten lockern können und die kompakte Masse wieder aufgelöst wird. Die Teile 4 und 5, in denen die Pulpe zu einer kompakten Masse zusammengepreßt wird, müssen so geformt sein, daß sie die Bewegung der Pulpe in Richtung auf den Ausgang keinen erheblichen Widerstand leisten. Außerdem müssen diese Teile so angeordnet sein, daß die Pulpe nach der Entwässerung im Teil 3 nicht noch einmal so stark gepreßt wird, daß ihre Weiterführung zum Ausgang durch den Teil 5 hindurch, wo der Preßdruck verhältnismäßig gering ist, verhindert wird. Die Schnecke des Vorschubgetriebes erstreckt sich vorzugsweise nur bis in den Teil 4. Es darf in keinem Fall bis in den Teil 5 reichen.

Die in der Zeichnung dargestellte Anordnung der Konen 4 und 5 mit entgegengesetzter Konizität hat jedoch den Vorteil, daß ein Teil des nach dem Durchgang durch den Teil 3 in der Pulpe verbliebenen Wassers noch durch den Teil 4 hindurch zurückfließen kann und daß außerdem die Pulpe vor dem Austritt aus dem Teil 5 noch einmal gepreßt und entwässert werden kann, wobei der Preßdruck im Teil 5 gleichzeitig einen festen Widerstand gegen den Ausgang bildet, der mit dem vom Ventil 18 ausgeübten Gegendruck in entsprechenden Einklang gebracht werden kann. Dadurch läßt sich der Wassergehalt der Pulpe am Ausgang des Teiles 5 auf etwa 50 bis 60 % verringern.

Der Endabschnitt des Filtermantels 3, 4 und 5 ist in der F i g. 2 im vergrößerten Maßstab dargestellt. Sie zeigt die Axiallängen und die Winkel für jeden Konus der einzelnen Teile, die sich für die Entwässerung von Suspensionen zum höchstmöglichen Trokkenheitsgrad als besonders vorteilhaft erwiesen haben. Die mit F₃, F₄ und F₅ bezeichneten Winkel, die den halben Öffnungswinkel des jeweiligen Konus bilden, betragen im vorliegenden Beispiel 15,5°, 3,5° bzw. 5,5°, wobei das Verhältnis F₃: F₄ etwa 5 :1 und das Verhältnis F₈: F₅ etwa 3:1 ist. In der Praxis können natürlich die hier angegebenen Winkelgrößen und Verhältnisse geringfügige Abweichungen aufweisen. Die Axiallängen der einzelnen Teile sind mit Z₃, Z₄ und Z₅ bezeichnet. Im angegebenen Beispiel ist Z₄ =Z₅, und das Verhältnis Z₃ : Z₄ bzw. Z₃: Z₅ kann schwanken zwischen 3 :1 und 2:1. Der zylindrische Teil des Filters kann einen Innendurchmesser von 25 bis 30 cm haben.

Die F i g. 3 und 4 zeigen die Gewinde des Vorschubgetriebes in abgewandelter Ausführung. Das den Preßdruck erzeugende Gewinde endet im Druckteil 3, und ein Teil eines ähnlichen Gewindes 30, das nur etwa 180° des Umfanges umfaßt, ist außerhalb des Endes des erstgenannten Gewindes, und zwar nahe an dessen Auslaß, vorzugsweise im Teil 4, angeordnet. Mit Hilfe dieses Gewindes läßt sich das Hinausführen von Ästen, Rinde oder sonstigen in der Pulpe vorkommenden größeren Stücken erleichtern. Dieses Gewinde hat eine zur Welle 15 geneigte Erzeugende, wobei der Winkel dieser Erzeugenden mit der Welle etwa gleich dem entsprechenden Winkel des konischen Endes des Ventilkörpers 18 ist, so

daß sich der Ventilkörper in die geschlossene Stellung bringen läßt, ohne vom Gewinde 30 behindert zu werden. In F i g. 4 ist das Gewinde 30 längs der Erzeugenden aufgeschnitten. Der Schnitt 31 zeigt die Neigung der Erzeugenden zur Welle.

ίο Es können auch zwei Schneckenfilterpressen nach der Erfindung zu einem an sich bekannten Zwillingsgerät zusammengebaut werden. Dabei sind die beiden Schneckenfilterpressen um 180° gegeneinander verdreht und mit einer gemeinsamen Achse für beide Vorschubgetriebe. Bei einer solchen Anordnung ist es vorteilhaft, ein gemeinsames Einspeiserohr in der Mitte zwischen den beiden Schneckenfilterpressen zu setzen. Die Vorschubgetriebe 2 führen dann die Suspension in entgegengesetzter Richtung zu den

«ο Ausgängen, die sich an den entgegengesetzten Enden des Gerätes befinden. Das Lager 16 kann in dieser Ausführung für beide Vorschubgetriebe gemeinsam verwendet werden. Die beiden Schneckenfilterpressen können jedoch auch so angeordnet werden, daß an den beiden entgegengesetzten Enden des Gerätes eingespeist und die Pulpe über einen gemeinsamen, zwischen den beiden Filtern vorgesehenen Auslaß herausgeführt wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Schneckenfilterpresse zum kontinuierlichen Entwässern einer Pulpe aus Holzfasern oder Gemischen aus Abwasserschlamm und Fasern, im wesentlichen bestehend aus einem rohrförmigen Siebmantel und einem sich in Richtung des Feststofftransports anschließenden konisch verjüngten Abschnitt mit einer koaxial im Siebmantel und mindestens im Konus angeordneten Vorschubschnecke, wobei die Austrittsöffnung für den Feststoff unter dem Druck eines federbelasteten Ventils steht, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den einen konischen Abschnitt (3) des Siebmantels zwei weitere Konen (4, S) von jeweils entgegengesetzter Konizität anschließen, so daß der Feststoff vor dem Verlassen der Sieb- " fläche einer Druckverringerung untersteht.

2. Schneckenfilterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Massenauslaufs (4, 5) an beiden Enden etwa gleich dem Endquerschnitt des konischen Abschnittes (3) ist.

3. Schneckenfilterpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Axiallängen der beiden konischen Teile (4, 5) etwa gleich sind.

4. Schneckenfilterpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Axiallänge des konischen Abschnittes (3) etwa zwei- bis dreimal so groß ist wie die Länge jedes konischen Teiles (4, 5) des Massenauslaufs.

5. Schneckenfilterpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Konuswinkel (F₃) des konischen Abschnittes (3) etwa fünfmal so groß ist wie derjenige (F₄) des naheliegenden konischen Teiles (4) des Massenauslaufs.

6. Schneckenfilterpresse nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der innere konische Teil (4) des Massenauslaufs mit Bohrungen versehen ist, während der äußere konische Teil (5) keine Bohrungen aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 248 612, 252 371, 576;

französische Patentschrift Nr. 606 980.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen